(57)【要約】【課題】  ２つの二次巻線を具備した発振トランスを備えて放電灯を駆動し、放電灯の片側エミレス状態やフィラメント断線時における発振トランスの損失を低減して、小型化、低コスト化を可能とした放電灯点灯装置、照明装置を提供する。【解決手段】  二次巻線Ｎ２ａ，二次巻線Ｎ２ａより抵抗値が低い二次巻線Ｎ２ｂを具備した発振トランスＴ１と、各二次巻線Ｎ２ａ，Ｎ２ｂを介して放電灯Ｌａのフィラメント２０，２１に予熱電流を供給して予熱し、各二次巻線Ｎ２ａ，Ｎ２ｂを介して放電灯Ｌａに高周波電力を供給して点灯させるインバータ回路１とを備え、二次巻線Ｎ２ａの両端部は、各フィラメント２０，２１の一端間に直流カット用のコンデンサ３０を介して接続し、二次巻線Ｎ２ｂの両端部は、各フィラメント２０，２１の他端間に直接接続する。【選択図】図１
2007122985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの二次巻線を具備した発振トランスと、各二次巻線を介して放電灯のフィラメントに予熱電流を供給して予熱し、各二次巻線を介して放電灯に高周波電力を供給して点灯させるインバータ回路とを備え、２つの二次巻線は、第１の二次巻線と、第１の二次巻線より抵抗値が低い第２の二次巻線とで構成され、第１の二次巻線の両端部は、各フィラメントの一端間にコンデンサを介して接続し、第２の二次巻線の両端部は、各フィラメントの他端間に直接接続することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記第１，第２の二次巻線は同一線径の巻線で形成され、第２の二次巻線の外周に第１の二次巻線を巻回することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記第２の二次巻線の線径は、前記第１の二次巻線の線径より太いことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記第１の二次巻線は単線であり、前記第２の二次巻線はリッツ線であることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記インバータ回路は、複数の放電灯を駆動することを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかの放電灯点灯装置と、該放電灯点灯装置によって電力を供給される放電灯とを備えることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯点灯装置、照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インバータ回路のスイッチング素子を高周波で発振させることにより、放電灯を高周波点灯させる放電灯点灯装置は既に知られている。例えば、インバータ回路の発振トランスに同一の２つの二次巻線を巻回し、この２つの二次巻線を介して放電灯の各フィラメントに直流電流を供給して予熱し、一方の二次巻線の両端部を各フィラメントの一端間に直流カット用のコンデンサを介して接続し、他方の二次巻線の両端部を各フィラメントの他端間に直接接続することで、２つの二次巻線を介して放電灯に効率よく高周波電力を供給する放電灯点灯装置がある。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】実開昭６１−１２７５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１の放電灯点灯装置において、放電灯のフィラメントに塗布されているエミッタが減少して放電灯が片側エミレス状態になった場合、またはフィラメントが断線した場合は、他方の二次巻線に電流が集中して流れ、発振トランスの損失が増加するため、発振トランスの温度が上昇して破損したり、放電灯点灯装置内の他の部品が温度によって故障する恐れがあった。このため、発振トランスの形状を大きくしたり、あるいは発振トランスの放熱性能を高める構造を備える必要があり、放電灯点灯装置の大型化、高コスト化の要因となっていた。
【０００４】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、２つの二次巻線を具備した発振トランスを備えて放電灯を駆動し、放電灯の片側エミレス状態やフィラメント断線時における発振トランスの損失を低減して、小型化、低コスト化を可能とした放電灯点灯装置、照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、２つの二次巻線を具備した発振トランスと、各二次巻線を介して放電灯のフィラメントに予熱電流を供給して予熱し、各二次巻線を介して放電灯に高周波電力を供給して点灯させるインバータ回路とを備え、２つの二次巻線は、第１の二次巻線と、第１の二次巻線より抵抗値が低い第２の二次巻線とで構成され、第１の二次巻線の両端部は、各フィラメントの一端間にコンデンサを介して接続し、第２の二次巻線の両端部は、各フィラメントの他端間に直接接続することを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、放電灯点灯装置において、放電灯の片側エミレス状態やフィラメントの断線が発生する放電灯寿命末期に、発振トランスの第２の二次巻線への電流集中による損失を低減している。したがって、発振トランスの小型化、放電灯点灯装置の放熱構造の簡易化が可能となり、放電灯点灯装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、前記第１，第２の二次巻線は同一線径の巻線で形成され、第２の二次巻線の外周に第１の二次巻線を巻回することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、第２の二次巻線の抵抗値を第１の二次巻線の抵抗値より低くすることができる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１において、前記第２の二次巻線の線径は、前記第１の二次巻線の線径より太いことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、第２の二次巻線の抵抗値を第１の二次巻線の抵抗値より低くすることができる。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１において、前記第１の二次巻線は単線であり、前記第２の二次巻線はリッツ線であることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、第２の二次巻線の抵抗値を第１の二次巻線の抵抗値より低くすることができる。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかにおいて、前記インバータ回路は、複数の放電灯を駆動することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、本放電灯点灯装置の適用範囲が広がる。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかの放電灯点灯装置と、該放電灯点灯装置によって電力を供給される放電灯とを備えることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、照明装置において、放電灯の片側エミレス状態やフィラメントの断線が発生する放電灯寿命末期に、発振トランスの第２の二次巻線への電流集中による損失を低減している。したがって、発振トランスの小型化、放電灯点灯装置の放熱構造の簡易化が可能となり、照明装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明では、２つの二次巻線を具備した発振トランスを備えて放電灯を駆動し、放電灯の片側エミレス状態やフィラメント断線時における発振トランスの損失を低減して、小型化、低コスト化を図ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
（実施形態１）
本実施形態の放電灯点灯装置は、図１に示すように、インバータ回路１と、発振トランスＴ１と、放電灯Ｌａとを備え、入力端子１０に直流電源（図示なし）の正側出力が接続され、該直流電源の負側出力はグランドに接続される。
【００２０】
発振トランスＴ１は、一次巻線Ｎ１と、一次巻線Ｎ１に密に結合した２つの二次巻線Ｎ２ａ（第１の二次巻線），Ｎ２ｂ（第２の二次巻線）と、帰還巻線Ｎ３とを備え、一次巻線Ｎ１の中点は入力端子１０に接続される。本実施形態において、二次巻線Ｎ２ｂの抵抗値は二次巻線Ｎ２ａの抵抗値より低く設定される。
【００２１】
インバータ回路１は、ＰＮＰ型トランジスタ２と抵抗３を介して入力端子１０にベースを接続したＮＰＮ型トランジスタ４と、ＰＮＰ型トランジスタ２と抵抗５を介して入力端子１０にベースを接続したＮＰＮ型トランジスタ６と、トランジスタ４，６の各エミッタとグランドとの間に接続されたインダクタ７と、トランジスタ４，６の各コレクタ間に接続されたコンデンサ８とを備え、コンデンサ８の両端間に発振トランスＴ１の一次巻線Ｎ１が接続され、トランジスタ４，６の各ベース間に発振トランスＴ１の帰還巻線Ｎ３が接続される。
【００２２】
放電灯Ｌａはフィラメント２０，２１を備え、発振トランスＴ１の二次巻線Ｎ２ａの一端は直流カット用のコンデンサ３０を介してフィラメント２０の一端に接続され、二次巻線Ｎ２ａの他端はフィラメント２１の一端に直接接続される。発振トランスＴ１の二次巻線Ｎ２ｂの一端はフィラメント２０の他端に直接接続され、二次巻線Ｎ２ｂの他端はフィラメント２１の他端に直接接続される。すなわち、二次巻線Ｎ２ａの両端部は、フィラメント２０，２１の一端間にコンデンサ３０を介して接続し、二次巻線Ｎ２ｂの両端部は、フィラメント２０，２１の他端間に直接接続している。
【００２３】
そして、コンデンサ３０を介して二次巻線Ｎ２ａに接続したフィラメント２０の一端は入力端子１０に接続され、二次巻線Ｎ２ａとコンデンサ３０との接続中点は、抵抗３１とＮＰＮ形トランジスタ３２とを介してグランドに接続される。
【００２４】
以下、本実施形態の放電灯点灯装置の動作について説明する。ここで、トランジスタ２は、インバータ回路１の動作をオン・オフさせるスイッチング素子であり、トランジスタ３２は、放電灯Ｌａに予熱電流を流す予熱回路の動作をオン・オフさせるスイッチング素子である。トランジスタ２，３２は制御回路（図示なし）によってオン・オフ制御される。
【００２５】
まず、直流電源が投入されると、最初にトランジスタ３２がオンし、直流電源より、入力端子１０→フィラメント２０→二次巻線Ｎ２ｂ→フィラメント２１→二次巻線Ｎ２ａ→抵抗３１→トランジスタ３２→グランドの経路でフィラメント２０，２１に直流の予熱電流が供給される。この予熱電流によって、フィラメント２０，２１は適正に予熱される。
【００２６】
次に、トランジスタ３２がオフして予熱動作が停止すると同時に、トランジスタ２がオンし、インバータ回路１のトランジスタ４，６が高周波で発振を開始する。すると、高周波の正弦波電圧（以下、高周波電圧と称す）が発振トランスＴ１の一次巻線Ｎ１に発生し、二次巻線Ｎ２ａ，Ｎ２ｂに高周波電圧が誘起される。そして、二次巻線Ｎ２ａは、直流カット用のコンデンサ３０を介して放電灯Ｌａに接続されているため、二次巻線Ｎ２ａ，Ｎ２ｂから放電灯Ｌａには、高周波電圧を均等に供給することができ、二次巻線Ｎ２ａ，Ｎ２ｂでの損失を低減させている。
【００２７】
しかし、放電灯Ｌａのフィラメント２０，２１のうち、いずれか一方のフィラメントに塗布されているエミッタが減少した場合、放電灯Ｌａが片エミレス状態と呼ばれる片側放電状態となる。この場合、放電灯Ｌａには片方向の電流しか流れず、二次巻線Ｎ２ａには、直流カット用のコンデンサ３０を電源として、コンデンサ３０→フィラメント２０→二次巻線Ｎ２ｂ→フィラメント２１→二次巻線Ｎ２ａ→コンデンサ３０の経路で電流が流れることになる。一方、二次巻線Ｎ２ｂには、片側放電の電流と上記コンデンサ３０からの電流とが重畳されることになり、二次巻線Ｎ２ｂ側に電流が偏って流れることになる。放電灯Ｌａの寿命末期状態がさらに進み、フィラメント２０，２１いずれか一方が断線すると、上記コンデンサ３０からの電流が流れる経路（ループ）がなくなるので、二次巻線Ｎ２ａには電流が流れず、二次巻線Ｎ２ｂのみに電流が流れることになる。したがって、放電灯Ｌａが片側エミレス状態、またはフィラメント２０，２１の断線状態に至ると、電流は二次巻線Ｎ２ｂ側に偏って流れるため、二次巻線Ｎ２ｂ側での損失が大きくなり、結果として発振トランスＴ１が発熱することになる。
【００２８】
具体的には、φ０．２６の単線で各々２１０ターン巻回した二次巻線Ｎ２ａ，Ｎ２ｂを用いて、二次巻線Ｎ２ａ，Ｎ２ｂの各抵抗値を略同程度に設定した場合、正常点灯時に発振トランスＴ１の表面温度が１１０℃であったのに対し、放電灯Ｌａの片エミレス状態時には発振トランスＴ１の表面温度が１５０℃程度まで一気に上昇した。
【００２９】
一方、本実施形態では、二次巻線Ｎ２ａよりも線径を大きくしたφ０．２９の単線を１８０ターン巻回して二次巻線Ｎ２ｂを形成することで、二次巻線Ｎ２ｂの抵抗値を二次巻線Ｎ２ａの抵抗値より低く設定しており、放電灯Ｌａの片エミレス状態時に、発振トランスＴ１の表面温度を１１２℃程度まで低下させることができた。
【００３０】
すなわち、フィラメント２０，２１の他端間に直接接続する二次巻線Ｎ２ｂの線径を、フィラメント２０，２１の一端間にコンデンサ３０を介して接続する二次巻線Ｎ２ａの線径より太くして、二次巻線Ｎ２ａの抵抗値を高くし、二次巻線Ｎ２ｂの抵抗値を低くすることで、放電灯Ｌａの片側エミレス状態やフィラメント２０，２１の断線が発生する放電灯寿命末期に、発振トランスＴ１の二次巻線Ｎ２ｂへの電流集中による損失を低減している。したがって、発振トランスＴ１の小型化、放電灯点灯装置の放熱構造の簡易化が可能となり、放電灯点灯装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００３１】
また、放電灯Ｌａの数は１つに限定されるものではなく、インバータ回路１が複数の放電灯Ｌａを駆動する場合にも、上記同様に構成すれば同様の効果を得ることができる。
【００３２】
（実施形態２）
本実施形態の放電灯点灯装置は図２に示され、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３３】
本実施形態においても、実施形態１と同様に、二次巻線Ｎ２ａの両端部は、フィラメント２０，２１の一端間にコンデンサ３０を介して接続し、二次巻線Ｎ２ｂの両端部は、フィラメント２０，２１の他端間に直接接続している。
【００３４】
そして、二次巻線Ｎ２ｂに接続したフィラメント２０の他端は、入力端子１０に接続される。さらに、二次巻線Ｎ２ａとコンデンサ３０との接続中点は、抵抗３１とダイオード３３とＮＰＮ形トランジスタ３２とを介してグランドに接続され、コンデンサ３０を介して二次巻線Ｎ２ａに接続したフィラメント２０の一端は、抵抗３４とダイオード３５とトランジスタ３２とを介してグランドに接続される。
【００３５】
そして、直流電源が投入されると、最初にトランジスタ３２がオンし、直流電源より、入力端子１０→二次巻線Ｎ２ｂ→フィラメント２１→二次巻線Ｎ２ａ→抵抗３１→ダイオード３３→トランジスタ３２→グランドの経路でフィラメント２１に直流の予熱電流が供給され、さらに、入力端子１０→フィラメント２０→抵抗３４→ダイオード３５→トランジスタ３２→グランドの経路でフィラメント２０に直流の予熱電流が供給される。実施形態１のようにフィラメント２０，２１を同一経路の予熱電流で予熱する直列形予熱回路では直流電源の電圧が低すぎて２つのフィラメント２０，２１を十分に予熱できない場合、本実施形態のようにフィラメント２０，２１を異なる経路の予熱電流で予熱する並列形予熱回路が用いられる。
【００３６】
次に、トランジスタ３２がオフして予熱動作が停止すると同時に、トランジスタ２がオンして、インバータ回路１のトランジスタ４，６が高周波で発振を開始すると、放電灯Ｌａ正常時には、二次巻線Ｎ２ａ，Ｎ２ｂから放電灯Ｌａに高周波電圧を均等に供給することができ、二次巻線Ｎ２ａ，Ｎ２ｂでの損失を低減させている。
【００３７】
しかし、放電灯Ｌａが片側エミレス状態、またはフィラメント２０，２１の断線状態に至ると、放電灯Ｌａには片方向の電流しか流れず、実施形態１と同様に電流は二次巻線Ｎ２ｂ側に偏って流れるため、二次巻線Ｎ２ｂ側での損失が大きくなり、結果として発振トランスＴ１が発熱することになる。
【００３８】
そこで、本実施形態においても、実施形態１と同様に、フィラメント２０，２１の他端間に直接接続する二次巻線Ｎ２ｂの線径を、フィラメント２０，２１の一端間にコンデンサ３０を介して接続する二次巻線Ｎ２ａの線径より太くして、二次巻線Ｎ２ａの抵抗値を高くし、二次巻線Ｎ２ｂの抵抗値を低くすることで、放電灯Ｌａの片側エミレス状態やフィラメント２０，２１の断線が発生する放電灯寿命末期に、発振トランスＴ１の二次巻線Ｎ２ｂへの電流集中による損失を低減している。したがって、発振トランスＴ１の小型化、放電灯点灯装置の放熱構造の簡易化が可能となり、放電灯点灯装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００３９】
また、放電灯Ｌａの数は１つに限定されるものではなく、インバータ回路１が複数の放電灯Ｌａを駆動する場合にも、上記同様に構成すれば同様の効果を得ることができる。
【００４０】
（実施形態３）
本実施形態の放電灯点灯装置は、実施形態１と同様に図１に示されるが、二次巻線Ｎ２ａ，Ｎ２ｂを以下のように構成した点で実施形態１とは異なる。
【００４１】
本実施形態では、二次巻線Ｎ２ａをφ０．２６の単線で２１０ターン巻回して形成し、二次巻線Ｎ２ｂは高周波電流の表皮効果を考慮してφ０．１／５本のリッツ線を１８０ターン巻回して形成することで、二次巻線Ｎ２ｂの抵抗値を二次巻線Ｎ２ａの抵抗値より低く設定しており、放電灯Ｌａの片エミレス状態時に、発振トランスＴ１の表面温度を９８℃程度まで低下させることができた。
【００４２】
すなわち、フィラメント２０，２１の他端間に直接接続する二次巻線Ｎ２ｂにリッツ線を用い、フィラメント２０，２１の一端間にコンデンサ３０を介して接続する二次巻線Ｎ２ａに単線を用いて、二次巻線Ｎ２ａの抵抗値を高くし、二次巻線Ｎ２ｂの抵抗値を低くすることで、放電灯Ｌａの片側エミレス状態やフィラメント２０，２１の断線が発生する放電灯寿命末期に、発振トランスＴ１の二次巻線Ｎ２ｂへの電流集中による損失を低減している。したがって、発振トランスＴ１の小型化、放電灯点灯装置の放熱構造の簡易化が可能となり、放電灯点灯装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００４３】
なお、本実施形態の上記二次巻線Ｎ２ａ，Ｎ２ｂの構成を実施形態２の放電灯点灯装置にも適用しても、同様の効果を得ることができる。
【００４４】
（実施形態４）
本実施形態の放電灯点灯装置は、実施形態１または実施形態２と同様に図１または図２に示されるが、二次巻線Ｎ２ａ，Ｎ２ｂを以下のように構成した点で実施形態１，実施形態２とは異なる。
【００４５】
本実施形態では、ボビン（図示なし）の外周に二次巻線Ｎ２ａ，Ｎ２ｂを、同一仕様の線種（例えば、φ０．２６の単線）で同一ターン数（例えば、２１０ターン）巻回させるもので、ボビンの外周にまず二次巻線Ｎ２ｂを巻回し、二次巻線Ｎ２ｂの外周に二次巻線Ｎ２ａを巻回することで、一般的に、下巻きの二次巻線Ｎ２ｂの抵抗値が上巻きの二次巻線Ｎ２ａの抵抗値よりも低くなる。
【００４６】
すなわち、二次巻線Ｎ２ａの抵抗値を高くし、二次巻線Ｎ２ｂの抵抗値を低くすることで、放電灯Ｌａの片側エミレス状態やフィラメント２０，２１の断線が発生する放電灯寿命末期に、発振トランスＴ１の二次巻線Ｎ２ｂへの電流集中による損失を低減している。したがって、発振トランスＴ１の小型化、放電灯点灯装置の放熱構造の簡易化が可能となり、放電灯点灯装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００４７】
（実施形態５）
図３は、実施形態１〜４いずれかの放電灯点灯装置を搭載した照明装置の一形態を示すものであり、照明装置は、本体５０と、本体５０の下面に設けた反射板部５１と、反射板部５１の両端に設置した２組のランプソケット５２，５２とを備え、放電灯Ｌａがランプソケット５２，５２間に各々装着される。本体５０には、実施形態１〜４いずれかの放電灯点灯装置が搭載されており、ランプソケット５２を介して放電灯Ｌａに電力を供給する。そして、実施形態１〜４と同様に放電灯点灯装置は小型化、低コスト化を図ることが可能であり、これらの放電灯点灯装置を搭載した照明装置も小型化、低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態１の放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態２の放電灯点灯装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態５の照明装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  インバータ回路
Ｔ１  発振トランス
Ｎ１  一次巻線
Ｎ２ａ，Ｎ２ｂ  二次巻線
Ｎ３  帰還巻線
Ｌａ  放電灯
２０，２１  フィラメント
３０  コンデンサ
【図１】
2007122985.tif 000003
【図２】
2007122985.tif 000004
【図３】
2007122985.tif 000005